CN102636758B - 一种太阳能电池衰减测试模拟光源装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种太阳能电池衰减测试模拟光源装置及方法，包括灯箱、模拟太阳灯、温度传感器、辐照计、制冷压缩机、冷却管和电控面板，在灯箱内装有模拟太阳灯、温度传感器、辐照计和冷却管，在灯箱外装有制冷水循环降温装置，制冷水循环降温装置由温度传感器控制，模拟太阳灯由辐照计控制，模拟太阳灯的光照强度为0.5～2.0kW/m2。

Description

一种太阳能电池衰减测试模拟光源装置及方法

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池衰减测试模拟光源装置及方法，属于光伏技术领域。

背景技术

光照会使电池性能不断衰减，最后达到饱和值：光照或电流注入导致硅片中的硼和氧形成硼氧复合体，从而使少子寿命降低，引起电池转换率下降，但经过退火处理，少子寿命又可被恢复，其可能的反应为Bs+2Oi→BsO2i    BsO2i→Bs+2Oi；

对电池片进行先前光照衰减，光伏组件输出功率的衰减可分为两个阶段：

第一个阶段，可以把它称作初始的光致衰减，第一个阶段即光伏组件的输出功率在刚开始使用的最初几天内发生较大幅度的下降，但随后趋于稳定。导致这一现象发生的主要原因是P型(掺硼)晶体硅片中的硼氧复合体降低了少子寿命。

第二个阶段，可以把它称作组件的老化衰减，第二个阶段即在长期使用中出现的极缓慢的功率下降，产生的主要原因与电池缓慢衰减有关，也与封装材料的性能退化有关。

为什么光致衰减现象又被关注；P型(掺硼)的太阳电池的光致衰减现象是在七十年发现的，为什么近期光伏产业界和研究机构又对此产生了较大的关注呢？其主要原因是由于光致衰减导致的一些光伏组件的功率下降幅度远远超出了客户所能接受的范围，这就使组件制造商面临着潜在的赔偿风险。

导致光伏组件功率出现早期下降的主要原因有：

(一)硅片质量差，导致电池出现较大幅度的初始光致衰减；

(二)组件制造工艺不合理，出现诸如电池片隐裂、EVA交联度不好、脱层、焊接不良等质量问题；

(三)一些组件制造商功率测试不准确或有意在输出功率上虚报。

一.P型(掺硼)晶体硅太阳电池初始光致衰减机理：

30多年前，H.Fischer and W.Pschunder等人首次观察到P型(掺硼)晶体硅太阳电池的初始光致衰减现象。

大家基本一致的看法是：光照或电流注入导致硅片中的硼和氧形成硼氧复合体，从而使少子寿命降低，引起电池转换效率下降，但经过退火处理，少子寿命又可被恢复，其可能的反应为：

光照或电流注入Bs+Bs+2Oi少子寿命高)(少子寿命高)；

退火处理BsO2i少子寿命低)(少子寿命低)；

1、由于光伏组件的初始光致衰减是由电池的初始光致衰减导致的，对电池片进行先前的光照，使电池的初始光致衰减发生在组件制造之前；光伏组件的初始光致衰发生在组件制造之前，光伏组件的初始光致衰减就非常小了，完全可以控制在测量误差之内。同时也大幅度的减少了光伏组件出现热斑的几率，提高了光伏组件的输出稳定性，为的用户带来更多的效益。

2、尽管先前光照衰减是一种太阳能电池衰减测试模拟光源装置亡羊补牢的方法，但在硅片质量没有得到有效的改善之前，使用此方法是解决光伏组件初始光致衰减问题的有效措施。

发明内容

为了克服现有的不足，本发明提供一种太阳能电池衰减测试模拟光源装置。

本发明解决其技术问题提供一种太阳能电池衰减测试模拟光源装置，包括灯箱、模拟太阳灯、温度传感器、辐照计、制冷冷水机、冷却管和电控面板，在灯箱内装有模拟太阳灯、温度传感器、辐照计和冷却管，在灯箱外装有制冷冷水机，制冷冷水机由温度传感器控制，模拟太阳灯由辐照计控制，模拟太阳灯的光照强度为0.5～2.0kW/m2。

一种太阳能电池衰减测试模拟方法，含有以下步骤：

步骤1、在试验和测试过程中控制光照强度、光照时间、环境温度，光强可调，通过增加灯的数量和调节灯和台面的距离来实现，制冷冷水机由温度传感器控制，模拟太阳灯由辐照计控制，模拟太阳灯的光照强度为0.5～2.0kW/m2；

步骤2、模拟组件环境下的衰减，电池片上面有透明玻璃；

步骤3、同时通氮气和控制温度，模拟无氧环境；

步骤4、启动冷却系统，实现恒温衰减；

步骤5、以不同速度转动圆盘，保证台面上的电池片受到同样条件的辐射；

步骤6、添加干燥剂，去除水汽的影响；

步骤7、测量出起始端和终了端的电参数，准算出电池片的使用寿命；

步骤8、关闭测量启动开关，对产品的合格品进行筛选和记录；

步骤9、将设备复归到下一次的检测状态。

由于采用了特定光照强度在预定环境温度下对太阳能电池片进行定时衰减光照试验，只要测量出起始端和终了端的电参数，就能准算出电池片的使用寿命，在试验和测试过程中光照强度、光照时间、环境温度均能控制，它克服了自然光照射所存在的缺点，能使太阳能电池衰减测试设备所得测试数据重复性好，可信度高。

本发明的优点是：

1、光强可调，可以通过增加灯的数量和调节灯和台面的距离来实现；

2、可以模拟组件环境下的衰减，电池片上面有白玻璃，与组件使用的玻璃一样；

3、同时可以通氮气和控制温度，模拟无氧环境；

4、带有冷却系统，可以实现恒温衰减；

5、圆盘设计，可以以不同速度转动，保证台面上的电池片受到同样条件的辐射；

6、可以添加干燥剂，去除水汽的影响；

7、台面的定位装置适用于现有的125，156尺寸的电池片。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中：

图1为本发明的结构主视示意图；

图2为本发明的结构侧视示意图；

图3为本发明的结构附视示意图。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式

显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。

实施例1：如图所示，

一种太阳能电池衰减测试模拟光源装置，包括灯箱、模拟太阳灯、温度传感器、辐照计、制冷压缩机、冷却管和电控面板，在灯箱内装有模拟太阳灯、温度传感器、辐照计和冷却管，在灯箱外装有制冷压缩机，制冷压缩机由温度传感器控制，模拟太阳灯由辐照计控制，模拟太阳灯的光照强度为0.5～2.0kW/m2。

一种太阳能电池衰减测试模拟光源装置，含有机架1、固定板2、传动轴座3、上端盖4、传动轴5、连接安装座6、锁紧垫片7、旋转盘8、联轴器9、马达安装座10、单列向心推力球轴承11、隔套12、马达13、锁紧螺母14、强化玻璃罩15、冷凝管16、氮气进气管17和镝灯安装架18，

机架1连接固定板2，传动轴座3连接上端盖4，马达安装座10固定在连接固定板2；

传动轴5连接联轴器9；联轴器9连接马达13；

马达安装座10连接马达13，马达安装座10连接固定板2，

传动轴座3固定连接单列向心推力球轴承11；

传动轴5连接隔套12；

锁紧螺母14连接传动轴5和联轴器9；

传动轴5连接锁紧垫片7和旋转盘8，

强化玻璃罩15罩在机架1上；

冷凝管16围绕在旋转盘8上方，固定在机架1上；

氮气进气管17连接固定板2；

镝灯安装架18连接机架1；

连接安装座6与旋转盘8和传动轴5连接。

升降机构：镝灯的升降架用锁紧螺母与机架锁紧；可手动任意控制高度，选择合适的高度后用锁紧螺母锁紧。

GIGASOLAR-BZ-112电池片光衰减试验台(氙灯)

一、设备结构：

1、光衰台整体大方，外形优美，四面敞开，充分利用恒温腔室的环境散热降温，硅片光照后热源由四周的冷却盘管的冷却水冷气扩散，保持硅片温度。

2、产品整体为不锈钢型材架。

3、上层为日照灯可升降；下层为旋转台；

4、正面立柱有控制开关，每个灯一个开关可区域控制，设有时间控制器。

5、光源分布为4排，每排一只氙灯灯管，保证硅片光照的均匀和光照。

6、镝灯安装架可升降，为整体结构，可有效的调整光照的强度及效果。升降机构采用新型设计，升降范围为0-0.5米，

7、本设备设有时间控制器，时间可设定。

二、详细规格：

1、设备尺寸：1000*960*1292mm(长宽高)；

2、有效辐照面积：960*960mm；

3、光衰灯源：长弧氙灯；

4、灯源数量：4只；

5、镝灯的升降高度：0-500mm；

6、镝灯的升降控制方式：可手动任意控制高度，选择合适的高度后用锁紧螺母锁紧；

三、保护系统

1、整体设备欠相/逆相保护；

2、漏电保护；

3、故障报警后自动停机。

4、短路保护；

5、过电流保护。

如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种太阳能电池衰减测试模拟光源装置，其特征在于含有机架、固定板、传动轴座、上端盖、传动轴、连接安装座、锁紧垫片、旋转盘、联轴器、马达安装座、单列向心推力球轴承、隔套、马达、锁紧螺母、强化玻璃罩、冷凝管、氮气进气管和镝灯安装架，

机架连接固定板，传动轴座连接上端盖，马达安装座固定在机架；

传动轴连接联轴器；联轴器连接马达；

马达安装座连接马达，马达安装座连接传动轴座，

传动轴座固定连接单列向心推力球轴承；

传动轴连接隔套；

锁紧螺母连接传动轴和联轴器；

传动轴连接锁紧垫片和旋转盘，

强化玻璃罩罩在机架上；

冷凝管围绕在旋转盘上方，固定在机架上；

氮气进气管连接固定板；

镝灯安装架连接机架；

连接安装座与旋转盘和传动轴连接。